无光条件下李果皮花色苷合成的调控机制研究

我们观察到，自然光照条件下，一些李品种的果实在即将转色前，果皮很少甚至不含花色苷，但是，在这些李采摘后的放置过程中，即使不见光，他们的果皮仍可以合成大量的花色苷。我们推测，这种不依赖光的花色苷合成的调控机制可能和果皮的呼吸作用相关。本项目通过研究李果皮不同途径的呼吸速率、代谢底物和产物的含量、不同呼吸电子传递途径的电子传递、活性氧的生成和清除、氨基酸的含量、花色苷的含量及其组分、及这些物质代谢相关的酶/基因的活性/表达等，阐明李在采摘后的黑暗储藏过程中其果皮呼吸代谢、氨基酸代谢、过量活性氧产生和花色苷合成的变化，明确无光条件下李果皮花色苷合成的原因。同时，通过探讨李果皮对储藏过程中光强的响应，探讨光照对李果皮无光条件下的花色苷合成调控机制的影响及无光条件下的和光照条件下的花色苷合成调控机制的关系。此外，通过套袋技术研究了李果实前期照光的生长发育环境对后期黑暗储藏过程中果皮花色苷合成的影响。

本项目主要针对李果实在无光条件下能够大量合成花色苷这一现象展开研究。研究材料主要为“红美丽”李。研究内容主要包括不同条件下“红美丽”李果实在采摘后的黑暗储藏过程中果皮果肉花色苷代谢的变化；李果实前期照光的生长发育环境对后期黑暗储藏过程中果皮花色苷合成的影响；及无光条件下的和光照条件下的花色苷合成调控机制的关系等三个方面。通过研究，我们获得以下主要研究结果：幼果期套袋处理不影响李果实后期无光条件下的着色情况，表明李果皮无光条件下花色苷合成不受前期光照条件的影响；无光条件下，李果实通过有氧呼吸特别是三羧酸循环产生ATP从而调控了果实內源乙烯的生成，进而通过乙烯信号转导途径调控了果实的花色苷合成；无光条件下，高温可以促进呼吸和乙烯释放，进而提高李果实的花色苷合成能力，但是，高温同时也通过呼吸作用提高了果实的活性氧特别是过氧化氢的生成量和液泡过氧化物酶的活性，进而提高了果实花色苷的降解能力，因此高温条件下，果实的花色苷含量取决于其合成与降解能力的平衡；自然光照条件下，李果实的花色苷合成存在不依赖光、依赖可见光、和依赖紫外等三种调控机制。这些研究结果进一步丰富了我们对果实花色苷合成调控机制的理解，亦为生产实践中如何调控李果实的着色提供了理论指导。